液控單(dan)向閥鎖死原(yuan)因分析研究
液控單向閥是允許油液向一個方向流動，反向流動則必須通過液壓控制來實現的單向閥。在液壓系統中，為了使執行元件停止在固定位置，并防止其停止后竄動，一般采用鎖緊回路。在精度要求較高的場合，多使用液控單向閥。但是，當選用的液控單向閥與系統的壓力及被鎖緊的最大負載之間不匹配時，就會使液控單向閥鎖死。
1、液控單向閥(fa)鎖(suo)死的現(xian)象
在打(da)(da)包(bao)機(ji)(ji)工作中，當打(da)(da)包(bao)機(ji)(ji)的(de)(de)主壓向(xiang)(xiang)(xiang)下壓縮時(shi)，由于纖維與壓縮箱壁的(de)(de)摩(mo)擦，使門(men)鎖(suo)(suo)帶動鎖(suo)(suo)門(men)液壓缸(gang)向(xiang)(xiang)(xiang)上(shang)竄動而將門(men)打(da)(da)開，導致打(da)(da)包(bao)機(ji)(ji)不能正常工作。為(wei)了解決這(zhe)個問題，在打(da)(da)包(bao)機(ji)(ji)的(de)(de)鎖(suo)(suo)門(men)機(ji)(ji)構回路中，增加(jia)了雙向(xiang)(xiang)(xiang)液控(kong)單向(xiang)(xiang)(xiang)閥，以此來(lai)保(bao)證鎖(suo)(suo)門(men)液壓缸(gang)的(de)(de)穩定性。但是，在實際的(de)(de)應用中卻出現(xian)鎖(suo)(suo)門(men)液壓缸(gang)不動作這(zhe)種現(xian)象。
當打包機不進行實物打包，空車運轉時，主壓頭運行到下限位，鎖門液壓缸動作使鎖門機構向上運動，從而使箱門打開，鎖門機構上下運動靈活。但是當進行實物打包時，鎖門液壓缸卻不動作，箱門打不開。經過仔細的觀察、研究，發現主壓液壓缸向下壓縮時，箱門給門鎖1一個向上的力，此(ci)力把鎖門液(ye)壓缸2的活塞向外(wai)拉出(chu)了(le)一段距離。因(yin)為液壓(ya)缸(gang)有桿腔回油被雙(shuang)向液控單向閥4封(feng)住，所以在鎖(suo)門液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)有桿(gan)腔內(nei)產生了(le)很(hen)大的(de)壓(ya)(ya)(ya)力，這個壓(ya)(ya)(ya)力把液(ye)(ye)控(kong)單向(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯封(feng)死。當液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)的(de)無桿(gan)腔進(jin)油，產生的(de)壓(ya)(ya)(ya)力即系統的(de)額定壓(ya)(ya)(ya)力打(da)不開(kai)液(ye)(ye)控(kong)單向(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯，液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)有桿(gan)腔不能回(hui)油，所以鎖(suo)門液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)沒(mei)有動(dong)作。當把液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)有桿(gan)腔內(nei)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力泄掉(diao)，拆開(kai)液(ye)(ye)控(kong)單向(xiang)閥(fa)(fa)，把單向(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯取出不用，再進(jin)行(xing)打(da)包(bao)，一切動(dong)作都正(zheng)常(chang)了(le)。
2、液控單向(xiang)閥(fa)鎖(suo)死的原(yuan)因分析(xi)
為了解(jie)決這(zhe)個問題，首先要知道雙(shuang)向液控單向閥的(de)結構原(yuan)(yuan)理，研究(jiu)其受力(li)狀(zhuang)況，才能找(zhao)到液控單向閥鎖死的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)，從而(er)找(zhao)到解(jie)決的(de)方(fang)法。
2.1、雙向(xiang)液控單向(xiang)閥的(de)工作(zuo)原理
雙向液控單向閥的結構如圖2所示。它由兩(liang)個液控單向閥組(zu)成，共用一個閥體1和控制活塞(sai)2。當通口A通壓(ya)力油時(shi)，通口A和B相(xiang)通，同時(shi)油液又使右閥(fa)打開，保持(chi)通口C和D相通(tong)。同樣，當(dang)通(tong)口C通壓力油時，通口C和D相(xiang)通(tong)，通(tong)口A和B也相通。而當通口(kou)A和C都不通(tong)壓力油時，B和D被兩(liang)個(ge)單向閥(fa)封閉，執行元(yuan)件(jian)被雙(shuang)向鎖住。
2.2、理論(lun)計(ji)算
分析雙向(xiang)液(ye)控單向(xiang)閥的受(shou)力狀況(kuang)，找(zhao)到(dao)反向(xiang)開(kai)啟的條件(jian)。
(1)使液控(kong)單向閥反(fan)向開啟的力Rk：
Rk=peSk=penkSv
式中pe———液(ye)壓缸無桿腔內的壓力，單位為Pa；
Sk———液控單向閥內控制(zhi)活塞(sai)的有效作用面積，單位為m2；
nk———開啟比，nk=Sk/Sv；
Sv———液控單向閥閥芯關閉時的有效作用面積，單位(wei)為(wei)m2。
(2)負載(zai)產生的(de)使液(ye)控(kong)單向閥閥芯關(guan)閉的(de)力(li)R1：
R1=p1S1
式中p1———負載(zai)在液壓缸有桿腔(qiang)內(nei)產生的(de)單位(wei)靜壓力，單位(wei)為(wei)Pa，p1=F/S1；
F———液(ye)控單(dan)向閥內要(yao)鎖住(zhu)的負(fu)載力，單(dan)位為(wei)N；
S1———液壓缸(gang)有桿腔內的有效(xiao)作用面(mian)積，單位(wei)為m2。
(3)由于液(ye)壓(ya)(ya)缸無桿腔內(nei)的壓(ya)(ya)力pe
使液壓缸有桿腔內產生的壓力p2：
p2=npe
式中n———液壓(ya)缸的(de)速比，n=S2/S1；
S2———液壓缸無桿(gan)腔(qiang)內的有效作用面(mian)積，單位為m2。
(4)壓(ya)力p2
產生的使液控單向閥閥芯關閉的力R2：
R2=p2Sv=npeSv
(5)使液控單向閥閥芯關閉的合力Rb：
Rb=R1+R2+Rc=p1Sv+npeSv+Rc
式中Rc———彈簧的壓(ya)力，單位為N。
(6)要使液控單向(xiang)閥(fa)能夠反(fan)向(xiang)開啟的條(tiao)件為：Rk>Rb，即：pe(nv－n)>F/S1+Rc/Sv。可(ke)見(jian)只有(you)滿足(zu)上式(shi)液(ye)(ye)壓缸才能(neng)有(you)動作。由(you)上式(shi)可(ke)知：①當液(ye)(ye)控(kong)單(dan)向(xiang)閥(fa)的開(kai)啟比大于液(ye)(ye)壓缸的速比時，才有(you)可(ke)能(neng)打開(kai)液(ye)(ye)控(kong)單(dan)向(xiang)閥(fa)，油液(ye)(ye)才能(neng)反向(xiang)流動。帶有(you)預泄壓功能(neng)的先(xian)導式(shi)單(dan)向(xiang)閥(fa)開(kai)啟比比較大，可(ke)以滿足(zu)使(shi)用鎖緊壓力，這是(shi)選用液(ye)(ye)控(kong)單(dan)向(xiang)閥(fa)時應特別(bie)注(zhu)意的問題。
2.3、改進方(fang)法
由以上的(de)(de)結論可(ke)知：要(yao)使(shi)(shi)液(ye)(ye)控單向(xiang)閥能夠反向(xiang)開啟，必須選用(yong)開啟壓(ya)(ya)力比(bi)較小(xiao)的(de)(de)液(ye)(ye)控單向(xiang)閥。帶卸荷(he)閥芯的(de)(de)液(ye)(ye)控單向(xiang)閥比(bi)不(bu)帶卸荷(he)閥芯的(de)(de)液(ye)(ye)控單向(xiang)閥的(de)(de)開啟壓(ya)(ya)力小(xiao)得多，可(ke)以滿足(zu)使(shi)(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)。
3、結(jie)束語(yu)
液(ye)控單向(xiang)閥(fa)的(de)(de)選用應根(gen)據(ju)液(ye)控單向(xiang)閥(fa)應用的(de)(de)不同場(chang)合，確定(ding)其開啟壓(ya)力。選用液(ye)控單向(xiang)閥(fa)應考慮與系統的(de)(de)壓(ya)力及被鎖緊的(de)(de)最大負載之間(jian)是否匹配(pei)，以避免液(ye)控單向(xiang)閥(fa)被鎖死。
